Русский Английский Немецкий Итальянский Финский Испанский Французский Польский Японский Китайский (упрощенный)

Биоэнергетика

Древесные топливные брикеты

Жарче, чем дрова, чище, чем уголь

Топливные брикеты изготавливаются из спрессованной под высоким давлением высушенной биомассы, в частности, древесного опила, а также разных видов отходов АПК (соломы, лузги подсолнечника, половы риса, шелухи гречихи и т. п.), торфа и угольныого штыба (крупной угольной пыль). Путем брикетирования утилизируют даже выведенные из оборота денежные купюры.

В Европе топливные брикеты изготавливают даже из выведенных из обращения денежных купюр
В Европе топливные брикеты изготавливают даже из
выведенных из обращения денежных купюр

В результате прессования биомасса приобретает новые уникальные свойства, такие как большая плотность - свыше 1000 кг/м3 и теплотворная способность - до 5000 Ккал/кг (в зависимости от материала), что сопоставимо со свойствами каменного угля. Кстати, в Большой Советской Энциклопедии зафиксировано, что впервые в мире брикетирование отходов древесины и угольного штыба было предложено русским изобретателем А. П. Вешняковым еще в первой половине XIX века! Брикеты он назвал карболеином. Так что и здесь, похоже, Россия впереди планеты всей. А вот первая фабрика по производству брикетов из штыба бурого угля была пущена в Германии в 1858 году.

Производятся древесные брикеты с помощью специальных прессов, без использования связующих добавок, роль которых выполняет лигнин, расплавляющийся в процессе брикетирования. Древесные топливные брикеты - экологически чистое топливо, которое широко применяется во всем мире как для отопления объектов загородной недвижимости в частном секторе, так и в промышленных и муниципальных котельных. Влажность брикетов составляет 8-10%, а зольность не более 1,5%. Сырьем для производства топливных брикетов может служить любой растительный материал. Чаще всего для этой цели используется древесина: опилки, щепа, кусковые отходы, кора, а в последнее время даже листья деревьев. В сравнении с другими видами растительной биомассы древесина - это высококачественное сырье, у нее самый низкий показатель зольности и самая высокая теплотворная способность.

Брикеты Pini-Kay
Брикеты Pini-Kay

Наиболее качественным сырьем для производства брикетов являются опилки и стружка столярных цехов, образующаяся при производстве окон, дверей, вагонки, паркетной доски из предварительно высушенного пиломатериала. Влажность таких опилок и стружки обычно 4-8%, из-за чего перед брикетированием это персушенное сырье часто увлажняют. Производство брикетов - это также весьма эффективный способ утилизации отходов, образующихся при производстве плит MDF и фанеры, а также лигнина (отход гидролизных производств). Сырьем для производства брикетов может также служить древесина бывших в употреблении деревянных изделий и конструкций, например, утилизируемых транспортных поддонов. Поддоны обычно изготовливают из качественной древесины без коры. Из б/у поддонов удаляют гвозди и другой металл, доски измельчают в щепу, которую досушивают и размалывают в опилки, и из этого сырья получают высококачественные топливные брикеты.

Интерес представляют также брикеты, изготовленные на 100% из древесной коры. Такие брикеты тлеют, не сгорая, и обеспечивают жар в течение 10-12 часов. Поэтому их используют для поддержания в доме комфортной температуры в течение длительного времени, например, ночью. Если с вечера оставить тлеть в топке несколько таких брикетов, то утром можно просто добавить в топку брикеты из опилок и быстро довести температуру в помещении до необходимой.

В последние несколько лет в городах и других населенных пунктах Европы осенью начали утилизировать листья путем их брикетирования. Для этой цели применяют специальные мобильные брикетирующие прессы малой производительности. Этот бизнес дотируется государством, и поэтому он довольно рентабельный. Кроме того, попутно решается вопрос охраны окружающей среды. А вот в России листья до сих пор в основном просто сжигают на улице в кострах.

Виды брикетов

В настоящее время наиболее распространены четыре вида брикетов: Pini-Kay, RUF, цилиндрические брикеты с радиальным сквозным каналом или без него и цилиндрические брикеты (иногда их называют брикеты Nestro).

У брикетов Pini-Kay с сечением в виде неправильного восьми- шести- или четырехгранника и отверстием в центре самая высокая плотность в сравнении с другими видами брикетов - более 1,2 кг/дм3 и самая большая длительность горения. Они могут очень долго храниться, не теряя своих свойств. Таким образом, можно сказать, что у Pini-Kay наилучшие потребительские свойства в сравнении с другими видами брикетов и поэтому, как правило, они самые дорогостоящие. Однако высокая цена этих брикетов объясняется также и низкой производительностью прессов (что влечет за собой и высокую себестоимость производства). Для изготовления брикетов Pini-Kay используют шнековые прессы. В результате высокого давления, создаваемого коническим шнеком, а также под воздействием нагрева (от 240 до +300 С°, в зависимости от влажности и типа сырья), происходит агломерация (спекание) брикета. Коэффициент использования шнековых прессов редко превышает 50%. В результате у самого недорогого из прессов самый длительный срок окупаемости.

У брикетов RUF форма кирпичика, низкая плотность (до 1 кг/дм3), из-за чего они крошатся при транспортировке, самое непродолжительное (из всех видов брикетов) время горения, их нельзя хранить длительное время без герметичной упаковки. Словом, у брикетов RUF самые низкие потребительские свойства и самая низкая цена. Изготавливают такие брикеты на гидравлических прессах. Процесс производства прост, для обслуживания гидравлического пресса не требуется высокой квалификации обслуживающего персонала. Коэффициент использования оборудования достигает 90% и более. Еще один плюс - простота и удобство упаковки готовой продукции. Из некоторых видов сырья брикеты можно изготавливать только с использованием гидравлического пресса. Гидравлический пресс значительно дороже шнекового, но зато у этого оборудования самый короткий срок окупаемости.

Цилиндрические брикеты с радиальным сквозным каналом или без него производятся на ударно-механических прессах, таких как C.F. Nielsen (Дания), Bogma (Швеция), Pawert-SPM AG (Швейцария), DI-PIU (Италия). Несколько производителей таких прессов есть в Китае, Индии, Бразилии, Украине, США. Брикеты выпускаются в виде цилиндра диаметром 40-110 мм, чаще без отверстия (иногда бывают прямоугольной формы). Выходящие из пресса цилиндры или параллелепипеды либо нарезаются пилой на мерные отрезки (шайбы толщиной 5-20 мм), либо ломаются на отрезки определенной длины. У брикетов, изготовленных на таких прессах, плотность составляет 1-1,2 кг/дм3, довольно продолжительное время горения, их можно долго хранить. Такие брикеты дешевле, чем изготовленные шнековым прессом, но дороже изготовленных гидравлическим прессованием. Достоинство таких прессов - возможность производства брикетов, по сути, любой формы: круглых, квадратных, многоугольных. Высокая производительность (до 1,8 т/час) прессов дает возможность выпускать брикеты не только для частных потребителей, но и для промышленного использования.

Цилиндрические брикеты (иногда их называют брикеты Nestro) диаметром 50-90 мм и толщиной 50-100 мм производят на гидравлических прессах с созданием противодавления цангой. Прессы для такого типа брикетов - самые распространенные, их выпускают несколько десятков заводов в Европе, в т. ч. несколько заводов в России и на Украине.

Достоинства древесных топливных брикетов

Теплотворная способность древесных топливных брикетов - 4000-4400 Ккал/кг, что выше, чем у дров и сопоставимо с теплотворностью пеллет и многих видов угля, применяемых в коммунальной теплоэнергетике РФ.

В отличие от дров брикеты не нуждаются в предварительной подсушке перед закладкой в топку. По сравнению с дровами у брикетов более длительная продолжительность горения - закладку в печь можно выполнять реже. При горении топливные брикеты мало дымят и не искрят. У них низкая зольность (0,5-1,5%).После сгорания брикетов в топке, как правило, остается только пепел, в отличие от других видов твердых топлив.

Для брикетов требуется значительно меньше места для хранения, чем для дров, их удобнее транспортировать: одна стандартная европалета с брикетами весом в 1 т эквивалентна 3-4 м3 дров, что обеспечивает существенное сокращение затрат на перевозку и хранение топлива. Удобная расфасовка (10-12 кг) позволяет выгружать и складировать брикеты вручную в гараже, подвале и даже в кладовке или на балконе квартиры.

Стоимость брикетов ниже стоимости пеллет. К сырью для производства брикетов нет таких жестких требований, как к сырью для производства пеллет, в частности, по содержанию коры. Брикетирующие линии дешевле пеллетных и себестоимость производства брикетов ниже себестоимости производства пеллет. Котлы и камины для брикетов дешевле пеллетных, не требуют специально оборудованных мест для устройства топливного склада и решения вопроса с автоматической подачей топлива в котел.

Брикетами, в отличие от пеллет, можно заменять другие виды топлива (дрова, уголь) без модернизации или замены котлов и каминов. Брикетами всегда можно заменить дрова, а пеллетами нет. Именно по этой причине в последние годы производители пеллетных котлов включают в ассортимент своей продукции комбинированные котлы, которые работают как на пеллетах, так и на брикетах и дровах.

Выброс оксидов углерода в атмосферу при сгорании брикетов минимален.

Брикеты можно длительно хранить без ухудшения их качественных характеристик, в отличие от угля они не оказывают отрицательного воздействия на окружающую среду. Кроме того, брикеты более пожаровзрывобезопасны по сравнению с тем же углем или опилками. Ну и, наконец, операторам котельных работать с брикетами гораздо комфортнее, чем с другими видами твердого топлива.

Использование брикетов

У брикетов RUF форма кирпичика
У брикетов RUF форма кирпичика

Цилиндрические брикеты с радиальным сквозным каналом или без него
Цилиндрические брикеты с радиальным сквозным
каналом или без него


Цилиндрические брикеты (брикеты Nestro)
Цилиндрические брикеты (брикеты Nestro)

Древесные топливные брикеты могут использоваться в качестве топлива для всех твердотопливных котлов, они отлично горят в каминах, грилях. Пару упаковок брикетов можно взять с собой на пикник вместо дров. Правда, твердо спрессованные брикеты не так просто зажечь. Для розжига брикетов используют лучины, мелкую щепу, обрезки коры или просто бумагу.

Сжигание брикетов в топках котлов, предназначенных для этого вида топлива, позволяет получить в 2-4 раза больше тепловой энергии, чем при сжигании дров и щепы, т. к. обезвоживание древесины требует значительных затрат энергии как при прямом сжигании и газификации, так и при предварительной сушке. Сжигание дров с относительной влажностью 45-60% в 1,8-3,5 раза снижает теплотворную способность древесины. Большая влажность топливной древесины существенно влияет и на эффективность процессов горения и теплообмена.

Топливные брикеты можно разделить на потребительские и индустриальные. Потребительские предназначены для частных потребителей. Они используются для отопления домов, саун, для сжигания в каминах и грилях и расфасовываются в мелкую упаковку. Например, брикеты Pini-Kay для розничных продаж упаковываются в пленку в пачки по 12 шт. Вес одной пачки - 10 кг. Пачки укладываются на поддоны размерами 800 х1200 мм. На одном поддоне - 920 кг. В партии 23 поддона, вес нетто партии - 21,16 т. Уложенные на поддоны брикеты крепятся упаковочной лентой и стрейч-пленкой.

Индустриальные брикеты выпускаются в форме шайб или цилиндров небольшой высоты разного диаметра и обычно упаковываются в мешки. Производят такие брикеты в промышленных объемах в основном на прессах ударно-механического типа. Следует отметить, что на одном и том же прессе можно выпускать как индустриальные, так и потребительские брикеты.

В коммунальной энергетике появление такого вида топлива, как брикеты, стимулирует сокращение госзакупок привозного угля и использование для отопления местных видов топлива, чем и являются древесные топливные брикеты. Завод топливных брикетов с годовой производительностью 12 тыс. т может обеспечить топливом котельную или несколько котельных суммарной мощностью 5-7 МВт на год. По теплотворной способности и фракционному составу индустриальные брикеты аналогичны каменному углю, поэтому топливными брикетами можно заменять уголь в котельных без какого-либо переоборудования последних.

В некоторых регионах России сегодня предпринимаются шаги по переводу котельных с угля на индустриальные брикеты, осуществляется государственная поддержка предприятий, производящих топливные брикеты.

Брикеты в Европе и в России

Индустриальные брикеты выпускаются в форме шайб или цилиндров небольшой высоты
Индустриальные брикеты выпускаются в форме шайб
или цилиндров небольшой высоты

По мере роста цен на энергоносители спрос на брикеты, так же, как и на пеллеты, растет. Основные потребители брикетов - Дания, Германия, Австрия, Швеция, Польша, страны Балтии. Спрос на топливные брикеты превышает предложение и имеет тенденцию к постоянному росту. Большое значение имеют качество сырья и степень его подготовки, качество поверхности, ровный срез брикета. Европейский потребитель покупает в основном брикеты из древесных опилок твердых пород древесины (бука, дуба, граба) по высокой цене, но уже есть запросы на брикеты из лузги подсолнечника и соломы. В весенне-летний сезон происходит незначительное снижение цен на топливные брикеты. С августа цены начинают расти и окончательно формируются рынком к октябрю. Предусмотрительные оптовики закупают брикеты в больших объемах именно весной и летом, чтобы продать в сезон мелким оптом и в розницу по максимальной цене.

В Европе в дома, где уже установлены котлы, работающие на газе или так называемом печном топливе (дизельное топливо или соляр), не всегда целесообразно приобретать довольно дорогой пеллетный котел и оборудовать специальный топливный склад для пеллет. Поэтому многие домовладельцы приобретают брикетные котлы или камины, которые используются в межсезонье и в теплые дни зимой, и таким образом значительно экономят на топливе для основного котла. На рынке сейчас есть предложения брикетных каминов (мощностью от 6 до 18 кВт) с водяным контуром для горячего водоснабжения. Приобретая такой камин, можно по минимуму использовать в доме основной котел.

В Евросоюзе древесные топливные брикеты подлежат сертификации по стандарту DIN 51 731 и не требуют пока сертификации всего производства, как в случае с пеллетами (стандарт ENplus).

В России сегодня довольно много производителей брикетов, и если еще несколько лет назад все они ориентировались на экспорт, то сейчас большая часть продукции неплохо продается на внутреннем рынке. Спрос и цены на брикеты постоянно растут по той же причине, что и в Европе. Брикеты успешно используются и в коммунальной энергетике в тех регионах, где уже принят ряд программ как в сфере ЖКХ, так и в лесопромышленном комплексе. В качестве примера такого региона можно привести ХМАО-Югру, где производителям брикетов и пеллет муниципалитет выплачивает субсидии в размере более чем 500 руб. за каждую произведенную тонну брикетов или гранул. А на проблемных котельных заменяют уголь на брикеты, как, например, в пос. Кирпичный Ханты-Мансийского р-на. При замене брикетами угля в таких котельных, как правило, отпадает необходимость в шуровке, понижается коррозия теплообменников и дымоходов, до минимума снижаются выбросы сажи, золы и других твердых частиц, значительно увеличиваются промежутки между обязательными операциями очистки топки от золы под колосниками (золу от брикет можно использовать для удобрения и раскисления почвы, в отличие от угольных шлаков, требующих утилизации), упрощается и облегчается подача топлива в топку, нет пыли и грязи, значительно облегчается труд операторов котельных.

Сергей ПЕРЕДЕРИЙ,
Дюссельдорф, Германия
s.perederi@eko-pellethandel.de